基于SAR影像估计慕士塔格峰地区冰川速度场

冰川速度是冰川学研究中的一个重要参数,遥感方法为获取冰川表面速度提供了一种有效的手段。由于慕士塔格峰地区常年有云覆盖,不能为速度提取提供足够多数量的光学影像。但是,基于SAR影像对偏移量的提取算法为该地区冰川流速的测量提供了一个有效的途径。分别获取两幅雷达影像(ALOS/PALSAR)距离向和方位向的偏移,通过信噪比和相关系数选择可信点,然后通过整体拟合的方法去除雷达图像整体偏移,得到与冰川运动相关的偏移信号,首次得到了慕士塔格峰地区冰川表面完整的速度分布情况,依据该地区的速度大小分布特点,对慕士塔格峰四周冰川进行了划分。并进一步分别分析了该地区冰川在距离向和方位向速度大小与地形的关系,表明速度的大小与地形具有直接的相关性。结果表明,基于SAR影像对的偏移量测量为冰川研究提供了一个有效的方法和手段。     

TerraSAR-X几何校正及辐射定标模型

Terra SAR-X图像的几何校正和辐射定标对于获取地面目标高精度地理位置信息和辐射特征具有重要意义。采用距离-多普勒间接定位模型和仿射校正模型进行SAR影像几何校正,同时完成地形辐射校正并对辐射定标精度进行验证。距离向和方位向上达到了约0.3 m和0.4 m的几何定位精度;相对辐射定标精度优于0.3 d B,绝对辐射定标精度为0.22 d B,所以该模型能达到方法较高的精度且简单快捷。     

慕士塔格峰冰川变化遥感研究

以位于新疆维吾尔族自治区西南部的慕士塔格峰冰川为例,利用研究区1965年经航片校对的地形图和2001年5月的ASTER遥感影像为信息源,通过遥感图像处理技术和专家指导下的人工解译得到1965,2001年两期冰川边界图,用GIS统计该地区冰川面积,并分析冰川变化总趋势.结果表明,近36年来,慕士塔格峰冰川整体呈现退缩趋势,冰川面积减少了1.11%,而山峰西侧和南侧的部分冰川有前进的现象.     

适用GEO SAR的改进ωk算法

针对地球同步轨道合成孔径雷达（GEO SAR）"停走"假设失效,回波信号距离和方位二维空变性严重问题,本文引入考虑"停走"假设误差的回波信号模型,提出了一种适用于GEO SAR的改进ωk算法,该算法分别在距离维和方位维采用新的频率轴映射和非均匀快速傅里叶变换（NUFFT）去除了距离向和方位向信号的耦合,实现了适应距离和方位二维空变的方位向压缩.仿真实验验证了所提算法的有效性.      

基于线性预测外推的高分辨率雷达成像

为了提高实验室合成孔径雷达(SAR)成像系统的分辨率,采用自回归(AR)模型,对采集到的数据进行距离向和方位向上的线性预测外推,对外推后的数据进行快速傅里叶变换(FFT)。实验结果表明,相比于传统的快速傅里叶变换成像算法,在同样的硬件条件下,使用该方法可以提高该系统的纵向及横向的分辨率,得到更清晰的雷达图像,或使用较小孔径长度就可以获得相同质量的雷达图像;并且该算法计算速度较快,易于操作,便于在系统上实现实时成像。     

基于模拟影像的山地SAR影像配准方法研究

针对目前常规SAR影像配准方法在困难地区配准可靠性较低的问题,提出了一种基于模拟影像的山地SAR影像配准方法.该方法借助研究区的辅助DEM数据、真实SAR影像的卫星轨道数据和RD模型生成模拟SAR影像,并创建DEM地理坐标相一致的查找表.利用SIFT匹配算法对模拟影像和真实影像进行匹配,间接获取真实SAR影像的特征点,再利用仿射变换通过最小二乘法确定参考影像和待配准影像的变换模型,并进行重采样,最终实现山地SAR影像的配准.采用两种传感器类型的山地SAR影像数据进行了实验验证.结果表明,在地形起伏较大的山地区域,所提方法的配准精度相对于传统配准算法有明显提高,较好地克服了传统SAR影像配准方法对山地SAR影像配准适应性较差、精度较低的缺点,能够有效解决山地SAR影像配准问题.     

基于冰川流速的喀喇昆仑地区典型冰川厚度反演与冰储量估算

文章以青藏高原喀喇昆仑地区却哥隆玛冰川、锡亚琴冰川和巴尔托洛冰川3条规模较大且具代表性的冰川作为研究对象，利用Sentinel-1A卫星雷达影像和像素跟踪算法获取冰川表面流速数据，并基于数字高程模型(digital elevation model, DEM)和冰川表面流速数据，运用层流理论对目标冰川进行厚度反演和冰储量估算；采用全球冰川厚度产品对反演结果进行准确度评价，同时探讨采用层流理论反演冰厚的内在机制及存在的不确定性。结果表明，采用层流理论反演冰川厚度具有较好的可行性。研究结果可为青藏高原冰冻圈动态变化研究提供参考。     

任意构形双基SAR的频域分析与成像

任意构形双基SAR由于其灵活性等特点,成为SAR的重要研究方向之一,一种典型的任意构形双基SAR就是星机混合模式．任意构形双基SAR的斜距历程是发收斜距历程的双根号之和,且具有距离和方位二维空变特性,在建立点目标的频率域模型方面遇到了新的困难．由于发收斜距历程的差异,它们对总的瞬时Doppler频率的贡献是不同的,随距离、方位和Doppler历程而变化．因此,文中在建立任意构形双基SAR点目标频域模型时引入了代表发收雷达对总的瞬时Doppler频率贡献差异的双基参数——瞬时Doppler贡献比,并根据其物理意义求得了它随发收平台运动参数、目标位置和频率变化的近似解,然后利用驻定相位原理和Taylor级数展开法建立了具有任意构形特性的双基SAR点目标的频域模型．并对此频域模型的距离向和方位向的空变性进行了分析,给出了解决任意构形双基SAR成像时二维空变问题的chirp—z频率域成像算法．最后通过机载和星机构形下的仿真验证了此频域模型的准确性和成像方法的有效性．     

基于多光谱冠层成像仪的单株植物冠层体积及总面积指数测量误差分析

基于多光谱冠层成像仪(MCI)测量方法,开展龙眼树冠层体积及总面积指数测量研究,以地面实测数据为基础,重点分析MCI外方位元素(测站三维坐标及三个姿态角)测量、测站距离及测量方案(测站距离、体元及影像分区大小参数组合)三大误差来源及其对测量精度影响.研究发现,测站外方位元素解算精度受控制点成像质量、分布方式、控制点数目等因素影响显著;当体元、影像分区大小固定时,冠层体积及PAI参数测量结果受测站距离、测量方案影响整体较小,且偏差范围均小于8%,但少量方案存在测量结果不稳定性现象,其体积及PAI测量偏差可高达15%.     

基于Sketch Token的异源雷达影像匹配适应性分析

将异源影像间的共性信息提取与描述作为研究重点,提出了一种基于Sketch Token中层特征的异源影像适配性评估方法.该算法利用监督学习策略获取异源雷达影像之间共性特征的先验知识,据此训练Sketch Token特征分类器,并将其作为影像间共性特征的描述子对基准图进行特征提取.利用提取结果的各项统计量训练支持向量机分类器,并以此评估异源影像对中基准图的适配性.利用星载SAR(synthetic aperture radar)影像作为基准图、机载实孔径雷达影像作为实时图进行适配性评估试验,试验结果表明了该算法的有效性.     

超宽带探地SAR原始回波数据仿真二维频域快速算法

针对超宽带探地合成孔径雷达原始回波模拟仿真速度慢的问题,提出了一种二维频域超宽带探地SAR(synthetic aperture radar)原始回波数据仿真快速算法。分析了超宽带探地SAR的信号模型,在方位时域模拟了不随距离空变的距离徙动,重新推导了超宽带探地SAR的传递函数,最后通过引入一个新的补偿函数对探地SAR的距离空变性进行了模拟。研究结果表明:将仿真结果与时域算法比较可知,该算法能够在保证回波数据高仿真精度的基础上大大提高仿真速度,计算效率提高了约O(NaNr/ln(NaNr))个数量级;该算法是一种高效的、准确的获取超宽带探地合成孔径雷达原始回波数据的方法,是研究超宽带探地SAR的重要组成部分。     

TWS雷达航迹跟踪仿真系统研究与设计

文章介绍了航迹处理算法,设计了一个灵活的航迹跟踪仿真系统;该系统将雷达航迹处理作为独立的系统考虑,在取得目标的位置、运动参数后进行互联、跟踪、滤波、平滑及预测等运算,对输出的距离、方位和速度信息做精度分析;实际应用表明,该仿真系统有利于节约资源、缩短雷达的研制周期,为推动雷达航迹跟踪技术发展提供有效的手段.     

SAR距离-多普勒成像算法中的距离徙动及校正

在SAR距离-多普勒成像算法中，距离徙动会使距离向和方位向发生耦合，成像质量下降.典型的距离徙动校正插值算法有：最近邻插值、牛顿插值、辛格插值等.但以上算法的光滑性和收敛性不好，而三次样条函数具有连续的二阶导数，且可采用分段函数的形式，具有很好的光滑性和收敛性.作者用三次样条函数插值进行距离徙动校正，进行了点目标SAR仿真成像，得到了满意的仿真结果.     

基于多源遥感影像的南极Lambert流域冰川运动速度提取与精度验证

冰川运动速度是计算极地物质平衡和对冰盖和冰架数值模拟的重要参数.针对传统冰川运动速度提取算法的不足和局限,基于差分干涉技术(DInSAR)和多孔径干涉技术(MAI)开展二维冰川运动速度的提取研究.将该算法应用于南极Lambert流域冰川运动速度的提取,得到了研究区域高精度的二维冰川运动速度场,将采用偏移量跟踪算法提取的冰川运动速度和本文提取的冰川运动速度进行了对比分析和精度评价;结合研究区域已有历史观测数据,分析全球气候变化背景下Lambert流域冰川的动态变化.研究结果表明,基于DInSAR和MAI的冰川运动速度提取算法优于偏移量跟踪算法;近20年的冰川运动速度时间序列数据显示Lambert流域的冰川运动速度基本处于稳定状态.     

基于二维指数脉冲压缩变换的SAR成像算法

传统的合成孔径雷达(SAR)系统一般采用经典的匹配滤波器实现距离维和方位维的二维脉冲压缩变换,其基于匹配滤波器的系统带宽导致系统分辨率是有限且固定的.当对输出信噪比和目标时延分辨率有不同要求时,具有可变指数的指数滤波器可根据具体需求在充分保证输出信噪比的情况下产生高于匹配滤波器的目标分辨率.本文基于指数滤波器将距离维和方位维上的二维指数脉冲压缩变换应用于SAR成像算法,即先后将信号通过距离维和方位维指数滤波器,以实现SAR高分辨率成像.仿真结果表明,该算法在距离维和方位维两个维度都具有比传统SAR算法处理结果更窄的主瓣宽度和更低的旁瓣高度,有效提高了距离维和方位维的分辨率.     

基于改进极坐标格式算法的大斜视SAR成像方法

针对大斜视合成孔径雷达成像（SAR）模式下,回波存在较大的距离走动和严重的距离 方位交叉耦合等问题,对传统极坐标格式算法（PFA）进行改进,提出了一种基于改进的PFA算法的大斜视SAR成像方法。根据实际回波数据存储的形式,建立了大斜视SAR的斜距模型,通过对距离向与方位向的二维泰勒级数展开设计了一种斜距平面的二维插值函数,有效地提高了成像算法的聚焦深度。与传统PFA不同,斜距平面的距离展开能够避免回波数据的投影,所以改进的算法更适用于地形起伏不平的成像场景。仿真数据和实测数据分析验证了该方法的有效性。     

机载广域监视SAR地面运动目标检测和参数估计方法

提出了一种机载广域监视SAR地面运动目标检测和参数估计方法.首先,基于斜视SAR的空间几何模型推导了地面运动目标成像的特征,得出运动目标不仅在方位向发生偏移,而且在距离向也会产生位移;然后,利用子孔径方法实现杂波抑制和运动目标的检测;最后,提出了广域监视SAR模式下运动目标的参数估计方法,并得到了该模式下运动目标的成像轨迹.计算机仿真验证了本文提出的机载广域监视SAR系统可以实现运动目标的检测和目标运动轨迹的形成.     

SAR虚假图像欺骗干扰算法改进研究

虚假图像目标欺骗干扰是对合成孔径雷达(SAR)电子对抗战中的一种有效对抗方式.但是因为虚假图像目标是由许多虚假点目标构成,所以传统的欺骗干扰信号生成算法运算量非常大,实时性很差.为了克服虚假图像目标欺骗干扰实时性较差的难题,在对SAR虚假图像目标欺骗干扰快速算法的研究后提出了一种改进算法.利用虚假小型几何目标作为虚假图像的基本像素点,然后在距离向和方位向上搬移得到SAR虚假图像.算法的复杂度定量分析表明,算法运算量具有非常显著的改进效果,仿真试验结果证明了改进算法的有效性.     

聚束式SAR斜视模型子孔径CS算法

提出一种适合于大场景的聚束式合成孔径雷达(SAR)成像算法.该算法对经典的chirp scaling(CS)算法进行了改进,将雷达回波数据在方位向分为多个子孔径进行成像处理,对每个子孔径采用斜视等效距离模型,通过对回波信号在距离压缩过程中引入距离尺度变化,合理选择变尺度因子,消除了子孔径间距离拉伸尺度的差异.修正了相位补偿因子,使距离向压缩结果体现出方位时间.方位向压缩后,将各子孔径数据按时间先后排序拼接、运算,合成出全孔径分辨率图像.计算机仿真实验证明了该算法的有效性.     

基于欧拉微动放大的桥梁全息变形形态获取方法

与桥梁变形测量方式中测点分散布置不同,获取桥梁的全息变形行为可以有效地分析其结构变化。采用了基于相位的欧拉影像放大算法,结合视频影像非接触测量的方式,获取桥梁整体的变形形态参数,实现了桥梁全息变形的采集及放大。该方法与数字图像相关方法不同,欧拉放大算法是基于带通滤波并提取相应带通范围内的周期振动信号进行放大。该处理方式适用于桥梁结构这种具有周期性振动的变形特性。采用高速民用摄影机对实验室大跨径自锚式悬索桥缩尺模型进行定点拍摄获取数字影像信息,然后通过基于相位的欧拉影像放大算法将微小的振动形态进行可视化处理,最后利用精简边缘算子实现了桥梁结构边缘的提取。同时结合传统动态位移测量方法获取同期形态变形数据,通过对比分析结果证实了该方法的可行性,为未来利用影像手段进行全息形态获取提供了一种新方法。